计算机网络孙学军第3章课件教学.pptVIP

第3章 计算机网络体系结构与协议 3．1 基本概念 计算机网络是节点连接构成的集合。 功能：为实体提供通信联系。 实体：计算机网络中的活动元素，可以是硬件，也可以是软件，如输入/输出芯片、应用进程、文件传送模块、用户应用程序等。 为了使计算机网络有条不紊地工作，节点都必须遵守一些事先约定好的规则，这些规则明确地规定交换数据的格式、时序等。 1.协议 计算机网络中，为使计算机之间能够正确而有效地传送和接收数据，一套关于数据传输顺序、传输格式以及其控制方法的通信规约。通信双方关于通信如何进行达成的一致。 第3章 计算机网络体系结构与协议 组成：语法、语义和定时。 语法：传输信息所遵循的格式，即对传输数据格式的规定。 语义：交换的信息的含义。 定时：事件执行的顺序，包含速率匹配和排序等。 2.分层 一个功能完备的计算机网络系统需要有一套复杂的协议集，组织计算机网络协议的最好方式是层次结构模型。 计算机网络体系结构：计算机网络层次结构模型和分层协议的集合。 网络体系结构的核心：接口和协议。 分层：从物理连接到具体应用，将全部问题分成许多小的模块来 第3章 计算机网络体系结构与协议 解决，自上而下分成若干层，每层都使用由较低层提供的有意义的服务，同时该层又为较高层提供所定义的服务，高层依靠低层交换信息。 每一层完成一定的功能，这些功能代表整个通信处理过程的一个组成部分，每一层都是建立在它的下一层基础之上。 每层通过层间接口进行连接，接口把服务实现的细节对上层屏蔽。一台计算机的第n层与另一台计算机的第n层进行对话，对话的规则就是第n层协议。只要一个层的功能仍能为上一层提供所要求的服务，该层内功能的具体实现可以在不影响相邻层次的基础上修改和替换。 3.接口 接口：功能层之间的通信规约，数据流穿越功能层界面的约定。 第3章 计算机网络体系结构与协议 1）第n层实体在实现自身功能时，只能使用(n-1)层提供的服务，(n-1)层又使用了(n-2)层提供的服务。 2）第n层向(n+1)层提供的服务不仅包括该层本身的功能，还包括 第3章 计算机网络体系结构与协议 下层服务的功能总和。 3）最低层只提供服务，是提供服务的基础；最高层只提供应用，是使用服务的最高层；中间层既是下层的服务对象，又是其上层的服务提供者。 4）仅在相邻层之间有接口，层间通过接口通信，并将服务功能细节对上层屏蔽。 协议类型：同等层间的通信协议和不同层之间的通信协议。 4．协议分层原则 划分层次的原则： 1）划分的层次不能太多，也不能太少，以便于管理。 2）网中各节点都有相同的层次，相同的层次具有相同的功能。 第3章 计算机网络体系结构与协议 3）同一节点内部相邻层之间通过接口通信。 4）每层使用下一层提供的服务并，向其上层提供服务。 5）不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。 分层结构的特点： 1）一个节点的各层只能与相邻上下层通信，不能跨层通信。 2）最低层是网络中各节点的直接接口。 3）节点各层都有自己的协议，这些协议互相独立，各层的功能任务明确。 4）层间接口清晰，层间传递的信息量少。 5）便于模块划分和分工协作开发，服务与实现无关。 6）模块内部变动，只要接口不变，就不会影响层间关系。 第3章 计算机网络体系结构与协议 7）可使人们集中注意总体结构及其相互关系，有利于总体优化。 3．2 OSI参考模型 ISO提出了开放系统互连参考模型（OSI-RM）。 封闭系统：计算机系统应用进程仅能在其内部操作。如单机系统。 开放系统：计算机系统应用进程不仅能在其内部操作，还能与另一计算机系统的进程进行通信。 开放系统由通信设备连接计算机系统构成。两个计算机系统之间必须高度一致的协调，包括硬件上的协调和软件上的协调，才能从物理上、逻辑上建立连接。当多个开放系统都实现了这种协调，并构成了一个完整的系统整体，才能构成计算机网络。 “开放”是指遵守OSI标准，一个系统可以和位于任何地方遵守同一标准的其他系统进行通信。 第3章 计算机网络体系结构与协议 “系统” 是指能够进行信息处理或传输的自治整体（如计算机、外设、软件、操作员、传输手段等）的集合。 1. OSI参考模型 1977年，ISO在分析和研究了已有网络体系后，同时考虑到连网的方便性和灵活性，提出了一种不基于特定机型、特定网络操作系统和特定公司产品的网络体系结构，即ISO参考模型。 异种计算机：具有不同硬件体系结构或不同操作系统的计算机。 OSI参考模型定义了异种机连网的标准框架，为分散的开放系统互联提供了基础。 建立模型时，设计者将传输数据的过程分解为一些基本元素，这些元素用特定应用相关的网络功能标识出来，对它们分类，组成一些独立的功能组。这些不同类型的功能组就形成了层次。 第3